JPH0797228B2 - Electrophotographic device and its medium - Google Patents

Electrophotographic device and its medium

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JPH0797228B2
JPH0797228B2 JP61199887A JP19988786A JPH0797228B2 JP H0797228 B2 JPH0797228 B2 JP H0797228B2 JP 61199887 A JP61199887 A JP 61199887A JP 19988786 A JP19988786 A JP 19988786A JP H0797228 B2 JPH0797228 B2 JP H0797228B2
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photoconductive
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electrophotographic
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アネツト・ジヨンコツク
ステイーヴン・ジエイ・ハドジエンス
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    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
    • G03G5/082Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
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Abstract

An improved enhancement layer (18) operatively disposed between the top protective layer (19) and the photoconductive layer (16) of an electrophotographic device (10). The enhancement layer (18) is specifically tailored from a semicondcutor alloy material designed to substantially prevent charge carriers from being caught in deep midgap traps as said carriers move toward the surface of the electrophotogrpahic device (10) from the photoconductive layer (16) thereof. A method of substantially improving charge fatigue characteristics through the use of such an improved enhancement layer (18) is also disclosed.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は一般に電子写真装置およびその媒体に係る。よ
り詳細には深い中間ギャップ状態(ギャップ中央の深い
状態)への荷電キャリアの捕捉を実質的に減少させるべ
く、意図的に乃至強くドープした(intentionally dope
d)半導体合金材料からエンハンスメント層を形成する
ことによって、電子写真用光受容体の荷電疲労を実質的
に無くすように構成した改良エンハンスメント層を有す
る電子写真装置用媒体およびそのような媒体を備えた電
子写真装置に係る。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to electrophotographic devices and media. More specifically, intentionally or heavily doped to substantially reduce the trapping of charge carriers in the deep intermediate gap state (deep state in the center of the gap).
d) A medium for an electrophotographic apparatus having an improved enhancement layer configured to substantially eliminate charge fatigue of an electrophotographic photoreceptor by forming the enhancement layer from a semiconductor alloy material, and such a medium are provided. Related to electrophotographic apparatus.

発明の背景 本発明は電子写真撮像乃至像形成プロセスに用いる改良
エンハンスメント層を有する電子写真装置用媒体および
そのような媒体を備えた電子写真装置に係る。本発明の
改良エンハンスメント層は半導体合金から形成され、そ
の半導体合金は荷電キャリアを捕捉する深いギャップ中
央の欠陥個所の数を少なくしていることを特徴とする。
深いトラップの数を減少することによって、トラップか
らの荷電キャリア放出速度が増し、従来の電子写真媒体
において一般的であった荷電疲労の問題が事実上無くな
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to electrophotographic device media having improved enhancement layers for use in electrophotographic imaging or imaging processes and electrophotographic devices equipped with such media. The improved enhancement layer of the present invention is formed from a semiconductor alloy, which is characterized by a reduced number of defects in the center of the deep gap that traps charge carriers.
By reducing the number of deep traps, the rate of charge carrier emission from the traps is increased, effectively eliminating the charge fatigue problem common in conventional electrophotographic media.

一般にゼログラフィーとも呼ばれている電子写真技術
は、光導電材料による静電荷の蓄積と放出によりその動
作を行なう撮像方法である。光導電性材料とは、照明、
すなわち入射光の吸収に応答して導電性になって、該光
導電性材料の内部に電子と正孔の対(「荷電キャリア」
とも呼ばれる)を生成する材料である。電流をその材料
中に通して静電荷(標準的電子写真法では電子写真媒体
の外表面に電荷が蓄積される)を放電させるのがこの荷
電キャリアである。
Electrophotographic technology, commonly referred to as xerography, is an imaging method that operates by the accumulation and release of electrostatic charges by a photoconductive material. Photoconductive materials are lighting,
That is, it becomes conductive in response to absorption of incident light and becomes a pair of electrons and holes (“charge carrier”) inside the photoconductive material.
(Also called) is a material that produces. It is the charge carriers that pass an electric current through the material to discharge the electrostatic charge, which in standard electrophotography accumulates charge on the outer surface of the electrophotographic medium.

標準的な光受容体は、一般にアルミニウム等の金属で形
成された円筒形状の導電性基板部材を含む。基板の形態
はこの他にも平面状シート、湾曲シート、金属処理した
可撓性ベルト等にすることができる。光受容体はさらに
光導電層も含む。光導電層は前述のように、暗所におい
ては導電率が比較的低く、照明下で導電率の高くなる光
導電性材料で形成される。光導電層と基板部材との間に
配置されるのが障壁層であり、この層は基板部材上に自
然に発生する酸化物かまたは半導体合金を堆積した層か
ら形成される。後に詳述するように、障壁層は基板部材
から不要な荷電キャリアが光導電層の中に流入するのを
防止する働きをする。荷電キャリアが光導電層に入った
場合、光受容体の表面に蓄積された電荷を中和してしま
う怖れがある。
A standard photoreceptor generally comprises a cylindrical conductive substrate member formed of a metal such as aluminum. In addition to this, the substrate may be in the form of a flat sheet, a curved sheet, a metal-treated flexible belt, or the like. The photoreceptor also includes a photoconductive layer. As described above, the photoconductive layer is formed of a photoconductive material having a relatively low conductivity in the dark and a high conductivity under illumination. Disposed between the photoconductive layer and the substrate member is a barrier layer, which layer is formed from a layer of a naturally occurring oxide or semiconductor alloy deposited on the substrate member. As described in more detail below, the barrier layer serves to prevent unwanted charge carriers from flowing into the photoconductive layer from the substrate member. If the charge carriers enter the photoconductive layer, they may neutralize the charge accumulated on the surface of the photoreceptor.

標準的光受容体はこの他一般に表面保護層も含んでお
り、表面保護層は光導電層の上に配置されて、吸着した
化学種による変化に対して静電荷の受入れを安定させる
と共に、光受容体の耐久性を向上させる。最後に、光受
容体は光導電層と表面保護層との間にエンハンスメント
層を動作配置して含むことがある。エンハンスメント層
は荷電キャリアが深いトラップに捕らえられるのを実質
的に防止し、結果的に光受容体の荷電疲労を防止するよ
うに構成されたものである。
Standard photoreceptors also generally include a surface protective layer, which is disposed over the photoconductive layer to stabilize the acceptance of electrostatic charge against changes due to adsorbed species and to protect the light. Improves the durability of the receptor. Finally, the photoreceptor may operatively include an enhancement layer between the photoconductive layer and the surface protective layer. The enhancement layer is configured to substantially prevent trapping of charge carriers in the deep traps and, consequently, photoreceptor charge fatigue.

解像度の高い複写を獲得するためには、電子写真用光受
容体が暗所において高い静電荷を受入れて保持すること
が望ましい。また、照明下において光受容体各部から接
地基板へ、または基板から光受容体の荷電各部へとその
電荷を形成する荷電キャリアが流れないよう手段を講じ
る必要がある。そして初期電荷を非照明部分において実
質的に減衰することなく適当な期間その実質的に全部を
保持する必要がある。光受容体の像どおりの放電は前述
の光導電プロセスによって行なわれる。しかし最上面ま
たは底面での電荷注入および/または光導電性材料にお
ける内部熱による荷電キャリア生成を介して不用な放電
を生じる場合がある。
In order to obtain high resolution copies, it is desirable for the electrophotographic photoreceptor to accept and retain a high electrostatic charge in the dark. Also, it is necessary to take measures to prevent the charge carriers forming the charge from flowing from the respective parts of the photoreceptor to the grounded substrate or from the substrate to the charged parts of the photoreceptor under illumination. And it is necessary to hold substantially all of the initial charge for a suitable period of time without substantially attenuating it in the non-illuminated part. Image-wise discharge of the photoreceptor occurs by the photoconductive process described above. However, unwanted discharge may occur via charge injection at the top or bottom and / or charge carrier generation by internal heat in the photoconductive material.

電荷注入の主なソースは金属基板と半導体合金の界面に
ある。金属基板が実質上電子の海となりこの電子を用い
て電子注入した後光受容体表面の例えば正の静電荷を中
和することができる。
The main source of charge injection is at the interface between the metal substrate and the semiconductor alloy. The metal substrate becomes essentially a sea of electrons which can be used to neutralize, for example, the positive electrostatic charge on the photoreceptor surface after electron injection.

何ら障害が無ければこれらの電子は直ちに光導電層に流
入することになるため、実際の電子写真媒体は全て基板
と光導電部材との間に底部障壁層を設けている。
All of the actual electrophotographic media have a bottom barrier layer between the substrate and the photoconductive member because these electrons would immediately flow into the photoconductive layer if there were no obstacles.

従来の電子写真媒体の動作上生じる問題のうち、特に重
要なものの1つとして、従来構造の層を形成する半導体
合金を示す固有の特性、例えば荷電キャリアが光導電層
と表面保護層の間の界面に達すると、荷電キャリアがそ
の合金材料のエネルギーギャップの深い個所に閉じ込め
られると言った固有の特性から来る問題があった。
One of the particularly important operational problems of conventional electrophotographic media is the inherent properties of semiconductor alloys forming layers of conventional structure, such as charge carriers between the photoconductive layer and the surface protective layer. When it reaches the interface, there is a problem due to the inherent property that charge carriers are confined in the deep energy gap of the alloy material.

このような状態は荷電疲労として知られており、荷電キ
ャリアがトラップから早急に脱出できず、その結果表面
保護層の遮蔽機能が破壊された時に生じる。表面保護層
が破壊されると、荷電キャリアの流れはその中を自由に
移動して、電子写真媒体の表面にある静電荷を中和しよ
うとする。この問題と合わせて本発明者の解決方法につ
いても次の項で詳細に説明することにする。
Such a condition is known as charge fatigue and occurs when charge carriers cannot escape from the trap quickly, resulting in the disruption of the shielding function of the surface protective layer. When the surface protection layer is destroyed, the flow of charge carriers is free to move through it in an attempt to neutralize the electrostatic charge on the surface of the electrophotographic medium. Along with this problem, the solution of the present inventor will be described in detail in the next section.

標準的な電子写真プロセスの動作中は正のコロナ電荷が
電子写真媒体の外表面(表面保護層の露出面)に存在す
る。この正電荷の電子写真媒体の上表面への付与に対し
て電子写真媒体光導電層は、最初の反応として内部から
の自由電子を全て媒体上表面に向かって一掃してその上
にある正電荷を中和しようとする。しかし、光導電層の
内部から表面保護層の外表面(その上に正の荷電キャリ
アが蓄積されている)に向かってこの様な電子が移動す
る際、電子は中間ギャップ欠陥状態のような深いトラッ
プに遭遇する。このようなトラップの個所は光導電層の
内部全体に亘って存在しており、光導電層と表面保護層
との界面近くにトラップがある場合は特に重要となる。
それは表面保護層を横切って十分な強さの電界がある
と、遮蔽機能(表面保護層の周辺に静電的に配置された
正の荷電キャリアが表面保護層に入り込めないようにす
ること)の有効性が無くなる(「破壊する」)からであ
る。表面保護層と光導電層との前述の界面近くに一定密
度の負の荷電キャリアが閉じ込められていると、破壊を
生じるのに十分な強さの電界が表面保護層を横切って生
成されるのは明らかである。これに対し、同じ数の負の
荷電キャリアが光導電層の内部に閉じ込められていて
も、このようなことは生じない。
During normal electrophotographic process operation, a positive corona charge is present on the outer surface of the electrophotographic medium (exposed surface of the surface protective layer). In response to the application of this positive charge to the upper surface of the electrophotographic medium, the electrophotographic medium photoconductive layer sweeps all free electrons from the inside toward the upper surface of the medium as the first reaction, and the positive charge on the upper surface Try to neutralize. However, when such an electron moves from the inside of the photoconductive layer to the outer surface of the surface protective layer (where positive charge carriers are accumulated on it), the electron is deep as in an intermediate gap defect state. Encounter a trap. The location of such a trap exists over the entire inside of the photoconductive layer, and is particularly important when the trap is located near the interface between the photoconductive layer and the surface protective layer.
It has a shielding function when there is a strong electric field across the surface protection layer (prevents positive charge carriers electrostatically placed around the surface protection layer from entering the surface protection layer). This is because the effectiveness of is lost ("destroys"). Confinement of a constant density of negative charge carriers near the aforementioned interface between the surface protective layer and the photoconductive layer creates an electric field across the surface protective layer that is strong enough to cause breakdown. Is clear. In contrast, even if the same number of negative charge carriers are confined inside the photoconductive layer, this does not occur.

さらに、半導体合金のエネルギーギャップの深い所にあ
る捕捉サイトは、伝導帯および価電子帯の何れかに近接
して存在する捕捉サイトに比べて捕捉した荷電キャリア
を放出する速度が遅い。これは例えば伝導帯に向かうエ
ネルギーギャップの中間付近に存在する深い個所から捕
捉電子を再び励起する場合、伝導帯により近接して存在
する浅い個所から電子を再励起するより多くの熱エネル
ギーを要するためである。深いトラップからの放出速度
が遅いために、平衡トラップ占有率、ひいては電界分布
が高くなる。
Further, the trapping site in the deep energy gap of the semiconductor alloy has a slower rate of releasing trapped charge carriers than the trapping site existing close to either the conduction band or the valence band. This is because, for example, when re-exciting trapped electrons from a deep location near the middle of the energy gap toward the conduction band, it requires more thermal energy than re-exciting electrons from a shallow location closer to the conduction band. Is. Since the emission rate from the deep trap is slow, the equilibrium trap occupancy rate and thus the electric field distribution are high.

正のコロナ電荷をその外表面に付与して動作する典型的
な電子写真用光受容体の製造においては、その光導電層
を「pi(π)形」のシリコン・フッ素・水素・ホウ素合
金で形成することに注目する必要がある。ここで用いる
「pi形」という用語は、そのフェルミ準位を伝導帯に近
い方のドープしていない場所からほぼ「中間ギャップ」
の場所まで変位した半導体合金を指す。また、ここに用
いる「中間ギャップ」乃至「ギャップの中央」という用
語は、半導体合金のエネルギーギャップ中の点であっ
て、価電子帯と伝導帯の半程に位置する点を指す(1.8e
Vの非晶質シリコン・フッ素・水素・ホウ素合金の場
合、この点はそれぞれの帯から約0.9eVにある)。光受
容体の光導電層をpi形にする必要があるのは、グロー放
電分解法で堆積した標準的な「真性」非晶質シリコン・
水素・フッ素合金はわずかに「nu(μ)形」(材料のフ
ェルミ準位が価電子帯より伝導帯にわずかに近くなって
いる)となり、正のコロナ電荷による電子写真プロセス
において、照明下で光導電層を通る荷電キャリアの動き
を最大化すると同時に、荷電キャリアの熱生成を最小化
せねばならないためである。
In the manufacture of a typical electrophotographic photoreceptor that operates by applying a positive corona charge to its outer surface, its photoconductive layer is made of a "pi (π) type" silicon-fluorine-hydrogen-boron alloy. It is necessary to pay attention to the formation. As used herein, the term "pi-type" means that the Fermi level is almost "intermediate gap" from the undoped location near the conduction band.
Refers to a semiconductor alloy that has been displaced to the location. Further, the terms "intermediate gap" to "center of the gap" used herein refer to a point in the energy gap of a semiconductor alloy, which is located halfway between the valence band and the conduction band (1.8e).
For V amorphous silicon / fluorine / hydrogen / boron alloys, this point is about 0.9 eV from each band). It is necessary for the photoconductive layer of the photoreceptor to be pi-typed by standard "intrinsic" amorphous silicon deposited by glow discharge decomposition.
The hydrogen-fluorine alloy becomes slightly "nu (μ) -type" (the Fermi level of the material is slightly closer to the conduction band than the valence band), and under illumination in the electrophotographic process by the positive corona charge. This is because the movement of the charge carriers through the photoconductive layer must be maximized while at the same time heat generation of the charge carriers must be minimized.

フェルミ準位を中間ギャップに置いた時(シリコン・フ
ッ素・水素合金材料にp形ドーパントを添加した後な
ど)、前記p形材料を通って動く電子が、容易に脱出で
きないような深いトラップに遭遇することに注目を要す
る。これは、半導体合金材料の層にある最も深い電子捕
捉サイトがフェルミ準位またはその近辺にあり、このよ
うなpi形材料ではこのエネルギーが中間ギャップと一致
するためである。深いトラップから電子を解放するのに
要する熱エネルギーはそのトラップの深さによって決ま
る。より詳細に言うと、閉じ込められた電子があるトラ
ップから熱放出されるまでの平均時間は、ν0を1秒間
に逃げようとする電子の数、ΔEをフェルミ準位から伝
導帯縁部まで電子を移動するのに要するエネルギー、kT
を絶対温度にボルツマン定数を掛けた積とする時、 t=[ν0EXP(−ΔE/kT)] の式で与えられている。ほとんどの固体においてν0
値はほぼ1012個/秒となると推定できる。従ってフェル
ミ準位の位置を0.9eV(中間ギャップ)とした場合、室
温での放出時間は4×103となる。このように脱出時間
が長いということは、電子がトラップを出るのにほぼ1.
2時間かかることを意味する。もちろん電子写真用光受
容体においてこのように遅い電子放出速度を許容するこ
とはできない。電子が一旦捕らえられるとこのように長
時間捕捉されたままになった場合、光導電層と表面保護
層の界面に捕捉される電子の濃度が高くなり、この空間
の電荷と表面保護層の表面に累積される正の電荷とで前
記表面保護層を横切る非常に高い電界歪みを生み出すこ
とになる。そしてこの電界が表面保護層の「破壊」の原
因となるのである。ここで用いる「破壊」という用語
は、表面保護層がそれを通る荷電キャリアの流れを阻止
できなくなることを指す。
When the Fermi level is placed in the intermediate gap (such as after adding a p-type dopant to a silicon-fluorine-hydrogen alloy material), electrons moving through the p-type material encounter deep traps that cannot easily escape. It requires attention to do. This is because the deepest electron trapping site in the layer of semiconductor alloy material is at or near the Fermi level, and for such a pi-type material this energy coincides with the intermediate gap. The thermal energy required to release an electron from a deep trap depends on the depth of the trap. More specifically, the average time taken for heat to be released from a trap in a trapped electron is the number of electrons trying to escape ν 0 in 1 second, and ΔE is the number of electrons from the Fermi level to the conduction band edge. Energy required to move, kT
Where is the product of the absolute temperature and the Boltzmann constant, it is given by the equation t = [ν 0 EXP (−ΔE / kT)]. It can be estimated that the value of ν 0 is almost 10 12 / sec in most solids. Therefore, when the Fermi level position is 0.9 eV (intermediate gap), the emission time at room temperature is 4 × 10 3 . The fact that the escape time is long in this way is almost 1.
It means that it will take 2 hours. Of course, such slow electron emission rates cannot be tolerated in electrophotographic photoreceptors. If the electrons are once trapped for such a long time, the concentration of the electrons trapped at the interface between the photoconductive layer and the surface protective layer will be high, and the charge in this space and the surface of the surface protective layer will increase. With a positive charge that accumulates on the surface protection layer will create a very high electric field distortion. Then, this electric field causes "breakage" of the surface protective layer. As used herein, the term "breakdown" refers to the inability of the surface protection layer to block the flow of charge carriers therethrough.

発明者は、深い荷電キャリアトラップの原因となる欠陥
状態の数を減少することによって、この破壊減少を無く
せることを発見した。1984年2月14日付けの本発明者の
米国特許出願第580,081号(対応特許出願昭60-28161
号)「光導電部材の改良形成方法およびそれによって形
成される改良光導電部材」の中に開示したとうり、表面
保護層と光導電層との間に「エンハンスメント層」を動
作配置することによって、その層を組入れた電子写真装
置の性能を良くすることができる。前記第580,081号出
願を提出した当時はエンハンスメント層の物理的挙動が
明らかでなかったが、最近になって出願人の確認したと
ころでは、エンハンストメント層(前記特許出願に開示
の方法で形成したもの)は該エンハンスメント層を形成
した材料中の全体的な欠陥密度を低減することによっ
て、荷電キャリアが光導電層の界面において遭遇した深
いトラップに捕らえられてから脱出するまでの時間を短
かくする働きをする。但し上述の係属出願に記載したエ
ンハンスメント層は、マイクロ波グロー放電ではなく
(マイクロ波堆積は欠陥状態を増加する傾向があるた
め)無線周波数(高周波)グロー放電によって真性半導
体合金材料を堆積して、全体的欠陥密度を低下する方法
をとっていた。従って、前記出願のエンハンスメント層
はドープしていない半導体合金材料に存在する全体的欠
陥密度の低減に頼って、荷電キャリアを捕える怖れのあ
る深いトラップの数を減らし、荷電疲労を少なくするの
を助けていたのであり、さらに進んで荷電キャリアが中
間ギャップの深いトラップに捕えられないようにエンハ
ンスメント層の化学組成を最適化することについては前
記出願において全く論じられていないし、そのような試
みもなされていない。
The inventor has discovered that this reduction in breakdown can be eliminated by reducing the number of defect states that cause deep charge carrier traps. US Patent Application No. 580,081 of the present inventor dated February 14, 1984 (corresponding patent application Sho 60-28161).
No. 4) as disclosed in "Method for improved formation of photoconductive member and improved photoconductive member formed thereby", operatively disposing an "enhancement layer" between the surface protective layer and the photoconductive layer. The performance of the electrophotographic apparatus incorporating the layer can be improved. Although the physical behavior of the enhancement layer was not clear at the time of filing the 580,081 application, the applicant recently confirmed that the enhancement layer (formed by the method disclosed in the above patent application) ) Acts to reduce the overall defect density in the material that forms the enhancement layer, thereby reducing the time it takes for charge carriers to escape from being trapped in the deep traps encountered at the photoconductive layer interface. do. However, the enhancement layer described in the above-mentioned pendant application is not a microwave glow discharge (because microwave deposition tends to increase the defect state) but an intrinsic semiconductor alloy material is deposited by radio frequency (high frequency) glow discharge, The method has been to reduce the overall defect density. Therefore, the enhancement layer of the above application relies on reducing the overall defect density present in undoped semiconductor alloy materials to reduce the number of deep traps that are likely to trap charge carriers and reduce charge fatigue. No further discussion of optimizing the chemical composition of the enhancement layer to prevent charge carriers from being trapped in deep traps in the intermediate gap was made in the application and no attempt was made to do so. Not not.

本発明の開示によって獲得される主な利点は、エンハン
スメント層を最適化することにより、荷電キャリア疲労
を防止し、この最適化したエンハンスメント層を組込ん
だ電子写真装置の動作周期乃至繰返時間を改善できるこ
とにある。さらに、本発明の開示事項を用いることによ
って、荷電キャリアが中間ギャップの深いトラップに落
ちることを実質的に防止できる。比較的厚い欠陥状態の
みが残ってその中に荷電キャリアが閉じ込められ得る
が、浅いトラップからの荷電キャリアの放出速度は日単
位でなく秒単位で測定できる程度のものである。従っ
て、最も広い形で言うと、本出願はエンハンスメント層
を形成する半導体合金材料のフェルミ準位を中間ギャッ
プ以上の位置に配置することに関するものである。
The main advantage obtained by the present disclosure is to optimize the enhancement layer to prevent charge carrier fatigue, and to improve the operation cycle and repetition time of an electrophotographic apparatus incorporating this optimized enhancement layer. There is something that can be improved. Further, by using the present disclosure, charge carriers can be substantially prevented from falling into deep traps in the intermediate gap. Although only relatively thick defect states can remain and trap the charge carriers therein, the rate of charge carrier release from the shallow trap is measurable in seconds, not days. Therefore, in its broadest form, the present application relates to placing the Fermi level of the semiconductor alloy material forming the enhancement layer at a position above the intermediate gap.

こうする結果、深い中間ギャップ状態は電子で占有され
るため、電子トラップとしての効果は無くなる。こうし
てエンハンスメント層を通って働く電子は有効な深い中
間ギャップトラップのある領域を通過しなくても良くな
る。換言すると、1.8eVのシリコン・水素・フッ素・ホ
スフィン合金でそのフェルミ準位が伝導帯から0.75〜0.
65eVという最も望ましい範囲に置かれているものの場
合、電子脱出時間が約1秒以下になるということであ
る。解放時間が短かいため、この領域に閉じ込められた
電荷が蓄積することは実質的に無くなり、高い電界の歪
みも無くなる。負の電荷を用いる場合もこれと同様にエ
ンハンスメント層のフェルミ準位を価電子帯から0.75〜
0.65eVに配置することによって、閉じ込められたキャリ
ヤーを同様に迅速に解放することができるようになる。
As a result, since the deep intermediate gap state is occupied by electrons, the effect as an electron trap is lost. Thus, the electrons working through the enhancement layer do not have to pass through the region with the effective deep intermediate gap trap. In other words, in a 1.8 eV silicon-hydrogen-fluorine-phosphine alloy, its Fermi level is 0.75 to 0 from the conduction band.
In the most desirable range of 65 eV, the electron escape time is about 1 second or less. Due to the short release time, the charge trapped in this region is virtually eliminated and the high electric field distortion is eliminated. Similarly, when using a negative charge, the Fermi level of the enhancement layer is 0.75 ~ from the valence band.
Placement at 0.65 eV allows the trapped carriers to be released as quickly as well.

本発明の発明者は、電子写真用光受容体の動作層の1つ
を形成する非晶質半導体合金材料のフェルミナ準位を固
定するという概念を発明したと主張しているのでないこ
とに注目されたい。発明者が主張しているのは、エンハ
ンスメント層を形成する半導体合金材料のフェルミ準位
を伝導帯または価電子帯の何れかからほぼ0.8〜0.5eVの
地点に固定することによって、荷電キャリアが深い中間
ギャップトラップに捕えらえられるのを実質的に防止す
ることが可能であることを初めて確認した、という点で
ある。
Note that the inventors of the present invention do not claim to have invented the concept of fixing the Fermina level of the amorphous semiconductor alloy material forming one of the working layers of the electrophotographic photoreceptor. I want to be done. The inventor claims that by fixing the Fermi level of the semiconductor alloy material that forms the enhancement layer at a point of approximately 0.8 to 0.5 eV from either the conduction band or the valence band, the charge carriers are deep The point is that it was confirmed for the first time that it was possible to substantially prevent the trapping in the intermediate gap trap.

発明者の発見は、1984年4月16日発行の「ジャーナル・
オブ・アプライド・フィジックス」(Journal of Appli
ed Physics)3197頁に発表されたモート他(Mort et a
l)の論文、「水素化した非晶質シリコン光受容体にお
ける電界効果現象」に記載の技術と明確な対比を成すも
のである。この論文においてモート他は、光受容体にお
ける電界効果を無くす方法を記載しており、その方法は
a−Si:Hと絶縁体の界面を適宜ドープすることによって
達成される。モート他は電子写真用光受容体のコロナ帯
電によって生成される電界の影響下でのフェルミ準位の
働きに着目して、その有害効果に対してドーピングで対
抗することを提案している。より詳細に言うと、モート
他は、光導電層の上表面と絶縁層(表面保護層)との間
にホウ素をドープしたトラップ層を配置することによ
り、電界効果をなくして、「電界によるぶれ」(一般に
「像の流れ(image-flow)」と呼ばれる)の効果を除去
することを提案したのである。この方法で「像の流れ」
の問題に対抗することには成功したと言える。
The discovery of the inventor was found in "Journal
Of Applied Physics "(Journal of Appli
ed Physics) Mort et al. (Page 3197)
This is in clear contrast to the technique described in the paper of l), "Field Effect Phenomena in Hydrogenated Amorphous Silicon Photoreceptors". In this paper, Mote et al. Describe a method of eliminating the electric field effect in the photoreceptor, which is accomplished by appropriately doping the interface between a-Si: H and the insulator. Mort et al. Propose that the adverse effect of the Fermi level under the influence of the electric field generated by corona charging of the photoreceptor for electrophotography is countered by doping. More specifically, Mohto et al. Eliminate the electric field effect by arranging a boron-doped trap layer between the upper surface of the photoconductive layer and the insulating layer (surface protective layer) to eliminate the "electric field blurring". He proposed to eliminate the effect of "(commonly referred to as" image-flow "). "Flow of images" in this way
It can be said that it succeeded in countering the problem.

ところがモート他は、それと同時に存在する「荷電疲
労」の問題には関心を払っていない。そればかりかホウ
素ドーパントを加えることによって半導体合金材料のフ
ェルミ準位が価電子帯に向かって移行する。半導体合金
材料のフェルミ準位がそのように移行することによっ
て、伝導帯に向かって移動しようとする電子に深い中間
ギャップ状態の中を通過させる結果となっているが、こ
れが荷電疲労の問題の原因であり、これこそ本出願が回
避しようとする問題である。モート他は、燐のドーピン
グを用いてエンハンスメント層のフェルミ準位を伝導帯
に向かって移動させるのはその半導体合金の伝導性を高
め、それによって彼らの防止しようとする側方電子流を
生じるとして、燐ドーピングの使用を特に禁じているこ
とが注目される。
However, Mote et al. Are not paying attention to the problem of "charge fatigue" that exists at the same time. Moreover, the Fermi level of the semiconductor alloy material shifts toward the valence band by adding the boron dopant. Such a transition of the Fermi level of the semiconductor alloy material results in the electrons trying to move toward the conduction band passing through a deep intermediate gap state, which is the cause of the charge fatigue problem. That is the problem that the present application seeks to avoid. Mort et al., Suspect that using phosphorous doping to move the Fermi level of the enhancement layer towards the conduction band enhances the conductivity of the semiconductor alloy, thereby producing lateral electron flow that they seek to prevent. It is noted that the use of phosphorus doping is specifically prohibited.

それと反対に発明者は、光導電層と表面保護層の間に配
置されるエンハンスメント層の半導体合金材料をまず燐
で強くドープして、その材料のフェルミ準位を伝導帯に
向かって移動させた。半導体合金材料のフェルミ準位を
このように移動させることによって、電子はエネルギー
ギャップを存在する深い中間ギャップ状態の中を通って
それに捕えられる必要が無くなる。こうして電子を深い
中間ギャップ状態の外に保っておくことで、荷電疲労の
問題を実質的に無くすことができる。次にホウ素ドーパ
ントと燐ドーパントの両方を導入してフェルミ準位の両
側に欠陥状態を付加することによりフェルミ準位をエネ
ルギーギャップの所定位置に固定する。この時に付加す
る欠陥状態は浅いため、荷電疲労の問題を解決できるだ
けでなく、数も十分にあるので側方電子流を阻止し、電
界効果をケンチングし、従って同時に像の流れの問題も
解決する。
On the contrary, the inventor first strongly doped the semiconductor alloy material of the enhancement layer arranged between the photoconductive layer and the surface protection layer with phosphorus and moved the Fermi level of the material toward the conduction band. . This shift of the Fermi level of the semiconductor alloy material eliminates the need for the electrons to be trapped in the deep intermediate gap state in which the energy gap exists. By keeping the electrons outside the deep intermediate gap state in this way, the problem of charge fatigue can be substantially eliminated. Next, both the boron dopant and the phosphorus dopant are introduced to add defect states on both sides of the Fermi level, thereby fixing the Fermi level at a predetermined position in the energy gap. Since the defect state added at this time is shallow, not only the problem of charge fatigue can be solved, but also the number is sufficient, so that side electron flow is blocked, field effect is quenched, and at the same time, the problem of image flow is also solved. .

以上の論考から明らかなように、モート他は電子写真媒
体における像の流れの問題に対する解決策を提案してい
るが、その像の流れに対する解決策の引き起こす荷電疲
労の問題については考慮していない。これに対して本発
明は新たに付加したエンハンスメント層の半導体合金材
料のフェルミ準位をまず適当に移動した後固定すること
によって両方の問題を解決することができる。
As is clear from the above discussion, Mote et al. Propose a solution to the problem of image flow in electrophotographic media, but do not consider the problem of charge fatigue caused by the solution to image flow. . On the other hand, the present invention can solve both problems by first appropriately moving and then fixing the Fermi level of the semiconductor alloy material of the newly added enhancement layer.

各種の化学文献および特許文献において「非晶質」およ
び「微結晶性」という用語に関して用いられる定義に照
らして、ここで使用するこれらの用語の定義を明確にし
ておくのが良かろう。ここで使用する「非晶質」という
用語は、例えば短距離または中距離の秩序を呈していて
も、あるいは例え結晶質含有物を含んでいたとしても長
距離の秩序を有さない合金または材料を含むと定義され
る。ここで用いる「微結晶性」という用語は、前記非晶
質材料の一部類に入る材料で、結晶質含有物の体積割合
が、導電率、バンドギャップ、吸収定数等ある種のキー
パラメータにおける実質的な変化が始まる閾値より大き
いことを特徴とするものとして定義される。以上の定義
によると、本発明の実施に用いる材料は上に定義した
「非晶質」という総称の中に入ることに注目すべきであ
る。
In light of the definitions used in the various chemical and patent literature for the terms "amorphous" and "microcrystalline", it may be helpful to clarify the definitions of these terms as used herein. As used herein, the term "amorphous" refers to an alloy or material that exhibits short-range or medium-range order, for example, or that does not have long-range order even if it contains crystalline inclusions. Is defined as including. As used herein, the term "microcrystalline" is a material that belongs to a part of the above-mentioned amorphous materials, and the volume ratio of crystalline inclusions depends on certain key parameters such as conductivity, bandgap, and absorption constant. Is defined as being greater than a threshold at which a dynamic change begins. It should be noted that, according to the above definitions, the materials used in the practice of the present invention fall within the generic term "amorphous" defined above.

本発明の以上のような目的と利点及びその他の目的と利
点について、以下の発明の詳細な説明と図面の簡単な説
明および冒頭の特許請求の範囲から明らかとなろう。
These and other objects and advantages of the present invention will be apparent from the following detailed description of the invention, the brief description of the drawings and the appended claims.

発明の要約 ここに開示する電子写真媒体は、導電性基板と、基板の
上に重ねられて基板からの荷電キャリアの自由流を遮断
するように構成された底部障壁層と底部障壁層の上に重
ねられて静電荷を放出するように構成された光導電層
と、光導電層の上に重ねられて深い中間ギャップトラッ
プに捕えられる荷電キャリアの数を実質的に減少させる
ように構成されており、意図的に乃至強くドープした半
導体合金材料で形成されている半導体層、すなわち、エ
ンハンスメント層と、このエンハンスメント層の上に重
ねられて光導電層を環境条件から保護すると共に、照明
下での荷電キャリアの輸送を助けるように構成されてい
る表面保護層とを含んで成る。底部障壁層はカルコゲン
と非晶質シリコン合金と非晶質ゲルマニウム合金と非晶
質シリコン・ゲルマニウム合金と光導電性有機ポリマー
とそれらの組合せとから本質的に成る群から選択したド
ープ微結晶性半導体合金材料で形成するのが望ましい。
エンハンスメント層は、非晶質シリコン合金と非晶質ゲ
ルマニウム合金と非晶質シリコン・ゲルマニウム合金と
から本質的に成る群から選択した材料で形成するのが望
ましい。またエンハンスメント層は非晶質シリコン合金
で形成して、そのフェルミ準位を伝導帯または価電子帯
の0.5〜0.8eVの範囲内に移動させるとなお望ましい。さ
らに好適な実施態様では、エンハンスメント層のフェル
ミ準位を伝導帯または価電子帯から0.65〜0.75eVの範囲
内に移動させる。このように、エンハンスメント層と表
面保護層との界面にあるトラップからの荷電キャリアの
熱放出が1秒またはそれ以下になるように特に構成した
材料からエンハンスメント層を形成する。エンハンスメ
ント層の厚さはほぼ2,500〜10,000オングストローム、
望ましくは5,000オングストロームとする。エンハンス
メント層のフェルミ準位を伝導帯から一定の個所に固定
しても良い。フェルミ準位の固定は、半導体合金の母体
の中に燐とホウ素の両方を添加して、半導体合金母体の
エネルギーギャップに浅い状態を付加することにより前
記フェルミ準位を所定位置に固定する方法で達成するこ
とができる。
SUMMARY OF THE INVENTION Disclosed herein is an electrophotographic medium over a conductive substrate, a bottom barrier layer overlying the substrate, and a bottom barrier layer configured to block the free flow of charge carriers from the substrate. A photoconductive layer that is stacked and configured to emit an electrostatic charge and a photoconductive layer that is stacked on the photoconductive layer and is configured to substantially reduce the number of charge carriers trapped in a deep intermediate gap trap. , A semiconductor layer formed intentionally or strongly doped with a semiconductor alloy material, i.e., an enhancement layer and a photoconductive layer overlying the enhancement layer to protect the photoconductive layer from environmental conditions and to charge under illumination. And a surface protection layer configured to aid in carrier transport. The bottom barrier layer is a doped microcrystalline semiconductor selected from the group consisting essentially of chalcogens, amorphous silicon alloys, amorphous germanium alloys, amorphous silicon-germanium alloys, photoconductive organic polymers and combinations thereof. It is preferably formed of an alloy material.
The enhancement layer is preferably formed of a material selected from the group consisting essentially of amorphous silicon alloys, amorphous germanium alloys, and amorphous silicon-germanium alloys. Further, it is more preferable that the enhancement layer is formed of an amorphous silicon alloy and the Fermi level thereof is moved within the range of 0.5 to 0.8 eV of the conduction band or the valence band. In a more preferred embodiment, the Fermi level of the enhancement layer is moved within the range of 0.65 to 0.75 eV from the conduction or valence band. Thus, the enhancement layer is formed from a material specifically configured to release heat of charge carriers from the traps at the interface between the enhancement layer and the surface protective layer for 1 second or less. The thickness of the enhancement layer is approximately 2,500-10,000 angstroms,
It is preferably 5,000 Å. The Fermi level of the enhancement layer may be fixed at a certain position from the conduction band. The Fermi level is fixed by adding both phosphorus and boron to the base of the semiconductor alloy and adding a shallow state to the energy gap of the semiconductor alloy base to fix the Fermi level at a predetermined position. Can be achieved.

本明細書にはさらに、電導性基板と底部電荷注入障壁層
と光導電層と表面保護層とを含む形式の電子写真媒体に
おける荷電疲労を防止する方法も開示される。この方法
は、強くドープした半導体合金材料からエンハンスメン
ト層を形成して光導電層と表面保護層の間に前記エンハ
ンスメント層を動作配置することにより、前記エンハン
スメント層と表面保護層との間の界面に接近するに伴な
って深い中間ギャップトラップの中に捕えられる荷電キ
ャリアの数を実質的に低減するようにエンハンスメント
層を構成する段階を含む。該方法はさらに、底部障壁層
をホウ素でドープした微晶質シリコン・水素・フッ素合
金から形成し、ホウ素ドーピングの程度を該材料を縮退
させる程度とする段階と、エンハンスメント層を非晶質
シリコン合金と、非晶質ゲルマニウム合金と非晶質シリ
コン・ゲルマニウム合金とから本質的に成る群から選択
した材料で形成する段階とを含む。好適実施態様におい
ては、エンハンスメント層のエルミ準位を伝導帯または
価電子帯の0.5〜0.8eVの範囲、望ましくは0.65〜0.75eV
の範囲内に移動する段階がさらに含まれる。このように
してエンハンスメント層を形成する材料を前記トラップ
からの荷電キャリア放出がほぼ1秒またはそれ以下で行
なわれるように構成する。該方法はさらに、エンハンス
メント層の厚さが(ほぼ2,500〜10,000オングストロー
ム、望ましくはほぼ5,000オングストロームとなるよう
に形成する段階を含んで良い。最も好適な実施態様で
は、エンハンスメント層を形成する半導体合金材料の親
半導体の母体の中にホウ素と燐の両方を導入して、その
エネルギーギャップにおいてフェルミ準位両側に浅い状
態を付加することによって前記半導体合金材料のフェル
ミ準位を固定する。
Also disclosed herein is a method of preventing charge fatigue in an electrophotographic medium of the type including a conductive substrate, a bottom charge injection barrier layer, a photoconductive layer and a surface protective layer. This method comprises forming an enhancement layer from a strongly doped semiconductor alloy material and operatively arranging the enhancement layer between the photoconductive layer and the surface protection layer to provide an interface at the interface between the enhancement layer and the surface protection layer. The step of configuring the enhancement layer to substantially reduce the number of charge carriers trapped in the deep intermediate gap trap upon approach. The method further comprises forming the bottom barrier layer from a boron-doped microcrystalline silicon / hydrogen / fluorine alloy, the degree of boron doping to degenerate the material, and the enhancement layer to an amorphous silicon alloy. And forming with a material selected from the group consisting essentially of amorphous germanium alloys and amorphous silicon-germanium alloys. In a preferred embodiment, the enhancement layer Elmi level is in the conduction or valence band range of 0.5 to 0.8 eV, preferably 0.65 to 0.75 eV.
Further included is the step of moving within the range. In this way, the material forming the enhancement layer is constructed so that the charge carrier emission from the trap takes place in about 1 second or less. The method may further include the step of forming the enhancement layer to have a thickness (approximately 2,500 to 10,000 angstroms, preferably approximately 5,000 angstroms. In a most preferred embodiment, the semiconductor alloy material forming the enhancement layer. Both the boron and phosphorus are introduced into the parent semiconductor matrix, and the Fermi level of the semiconductor alloy material is fixed by adding shallow states on both sides of the Fermi level in the energy gap.

図面に基づく具体例の説明 第1図の部分断面図を参照すると、本発明の明細書に開
示した革新的原理を全て組入れた、全体として円筒形の
電子写真用光受容体10が示されている。光受容装置10
は、全体として円筒形の基板12を含み、基板12はこの実
施態様ではアルミニウムで形成されているが、好適実施
態様としてステンレス鋼等の非変形金属も使用すること
ができる。アルミニウム基板12の周辺は、ダイヤモンド
加工および/または研磨等の周知技術によって平滑で実
質的に欠陥の無い表面とする。基板12の堆積表面の真上
に微晶質半導体合金のドープ層14が堆積される。この層
は、前記光受容体10の底部障壁層として作用するように
構成したものである。同様に譲渡された米国特許第4,58
2,773号に開示の技術によると、障壁層14は高度にドー
プした導電率の高い微晶質半導体合金で形成する。底部
障壁層14の真上に光導電層16が設けられる。光導電層16
は広範囲の光導電性材料から選択して形成することがで
きる。好適な材質をいくつか挙げると、ドープした真性
非晶質シリコン合金、非晶質ゲルマニウム合金、非晶質
シリコン・ゲルマニウム合金、カルコゲン化物、有機光
導電性ポリマー等がある。光導電層16の真上に設けられ
るのが、本発明の改良エンハンスメント層18であり、エ
ンハンスメント層18は本発明「発明の背景」の項に記載
したような荷電疲労の問題を実質的に軽減するように構
成されている。光受容体10はこの他に、エンハンスメン
ト層18の上に配置されている表面保護層19を含んでい
る。保護層19は(1)光導電層表面を環境条件から保護
し、(2)光受容体10の表面に蓄積される電荷を光導電
層16の中で生まれるキャリヤーから分離する働きをす
る。
DESCRIPTION OF SPECIFIC EMBODIMENTS BASED ON THE DRAWINGS Referring to the partial cross-sectional view of FIG. 1, there is shown a generally cylindrical electrophotographic photoreceptor 10 incorporating all of the innovative principles disclosed in this specification. There is. Photoreceptor 10
Includes a generally cylindrical substrate 12, which in this embodiment is made of aluminum, although non-deformed metals such as stainless steel can also be used as a preferred embodiment. The periphery of the aluminum substrate 12 is made a smooth and substantially defect-free surface by a well-known technique such as diamond processing and / or polishing. A doped layer 14 of microcrystalline semiconductor alloy is deposited directly above the deposition surface of substrate 12. This layer is configured to act as a bottom barrier layer for the photoreceptor 10. Similarly assigned US Pat. No. 4,58
According to the technique disclosed in US Pat. No. 2,773, the barrier layer 14 is formed of a highly doped high conductivity microcrystalline semiconductor alloy. A photoconductive layer 16 is provided directly above the bottom barrier layer 14. Photoconductive layer 16
Can be selected from a wide range of photoconductive materials. Some suitable materials include doped intrinsic amorphous silicon alloys, amorphous germanium alloys, amorphous silicon-germanium alloys, chalcogenides, organic photoconductive polymers, and the like. Located directly above the photoconductive layer 16 is the improved enhancement layer 18 of the present invention, which substantially reduces the problem of charge fatigue as described in the "Background of the Invention" section of the present invention. Is configured to. The photoreceptor 10 additionally includes a surface protective layer 19 disposed on the enhancement layer 18. The protective layer 19 serves to (1) protect the photoconductive layer surface from environmental conditions and (2) separate the charge stored on the surface of the photoreceptor 10 from the carriers created in the photoconductive layer 16.

本発明の第1実施態様の原理によると、改良エンハンス
メント層18は強くドープした半導体合金材料で形成す
る。エンハンスメント層18を強くドープする目的は、前
記層を形成する半導体合金の伝導帯の近くにフェルミ準
位を移動させる(コロナ荷電が正の場合)ことにある。
表面の荷電が負の場合はエンハンスメント層18を強くド
ープして、エンハンスメント層形成用の半導体合金のフ
ェルミ準位を価電子帯に近付けるようにするのが望まし
いことは明らかである。広範囲の半導体合金材料をエン
ハンスメント層18の形成に用いることができる。好適な
材料をいくつか挙げると、シリコン・水素合金、シリコ
ン・水素・ハロゲン合金、ゲルマニウム・水素合金、ゲ
ルマニウム・水素・ハロゲン合金、シリコン・ゲルマニ
ウム・水素合金、シリコン・水素・ハロゲン合金等があ
る。ハロゲン化材料の中でも、フッ素化合物が特に望ま
しい。
In accordance with the principles of the first embodiment of the present invention, the enhanced enhancement layer 18 is formed of a heavily doped semiconductor alloy material. The purpose of strongly doping the enhancement layer 18 is to move the Fermi level near the conduction band of the semiconductor alloy forming the layer (when the corona charge is positive).
Obviously, if the surface charge is negative, it is desirable to heavily dope the enhancement layer 18 to bring the Fermi level of the semiconductor alloy for the enhancement layer formation closer to the valence band. A wide variety of semiconductor alloy materials can be used to form enhancement layer 18. Some suitable materials are silicon-hydrogen alloys, silicon-hydrogen-halogen alloys, germanium-hydrogen alloys, germanium-hydrogen-halogen alloys, silicon-germanium-hydrogen alloys, silicon-hydrogen-halogen alloys, and the like. Among the halogenated materials, a fluorine compound is particularly desirable.

半導体合金材料のドーピングは、当該技術に通常の知識
を有する者に周知の技術によって、またそのような材料
を用いて行なうことができる。本発明者が先に形成した
エンハンスメント層は、前記米国特許出願第580,081号
に記載の様に、欠陥密度を低くして作成したため、光導
電層16からエンハンスメント層を通って移動して表面保
護層19の表面にある電荷を中和する荷電キャリアが多く
の深い中間ギャップトラップに捕えられなかった。その
結果前述のように深いトラップから放出するのに長時間
を要する荷電キャリアの数が減少した。この特許出願で
提案した原理とエンハンスメント層18を用いると、エン
ハンスメント層18のフェルミ準位を所望の場合に移動し
て固定し、荷電キャリアに対して、層を形成するシリコ
ン合金中に存在する深い中間ギャップ状態を避けさせる
ことができるため、荷電キャリアを閉じ込めることがで
きるのは浅いトラップのみとなり、キャリヤーのトラッ
プ内滞留時間が担当短縮される。深く閉じ込められたキ
ャリヤーが無いために、表面保護層20の破壊が防止され
るだけでなく、電子写真媒体10が失った表面電荷を回復
して次のコピー作成の準備をするサイクル時間が相当長
くなる。
Doping of semiconductor alloy materials can be done by and using techniques well known to those of ordinary skill in the art. The enhancement layer previously formed by the present inventor, as described in the above-mentioned U.S. Patent Application No. 580,081, was created with a low defect density, so that it moved from the photoconductive layer 16 through the enhancement layer to the surface protective layer. Charge carriers that neutralize the charge on the surface of 19 were not trapped in many deep intermediate gap traps. As a result, as described above, the number of charge carriers that take a long time to be released from the deep trap is reduced. Using the principle proposed in this patent application and the enhancement layer 18, the Fermi level of the enhancement layer 18 is moved and fixed if desired, against charge carriers, deep in the silicon alloy forming the layer. Since the intermediate gap state can be avoided, the charge carriers can be confined only in the shallow traps, and the residence time of the carriers in the traps is shortened. The lack of deeply confined carriers not only prevents the surface protection layer 20 from breaking, but also considerably lengthens the cycle time to recover the surface charge lost to the electrophotographic medium 10 and prepare for the next copy. Become.

広範囲の半導体材料から選択して光導電層16を作成する
ことができるが、非晶質シリコン合金、非晶ゲルマニウ
ム合金、非晶質シリコン・ゲルマニウム合金が特に有利
であるということが分かっている。このような合金とそ
の製法については以下に参照して組入れた特許および特
許出願の中に開示されている。
Although a wide range of semiconductor materials can be selected to make photoconductive layer 16, amorphous silicon alloys, amorphous germanium alloys, and amorphous silicon-germanium alloys have been found to be particularly advantageous. Such alloys and their methods of manufacture are disclosed in the patents and patent applications incorporated by reference below.

障壁層14と光導電層16を作成する各材料の導電形は、そ
れらの間にブロッキング接触を設けるように選択して、
光導電層16の内部に不要の荷電キャリアが注入しないよ
うにする。光受容体10が正の電荷で静電帯電するように
構成されている場合は、底部障壁層14を強くpドープし
た合金で形成し、光導電層16を真性半導体層、またはn
ドープした半導体層または軽くpドープした半導体層で
形成するのが望ましい。これらの導電形を組合せる結
果、基板12から光導電層16の内部に入る電子の流れが実
質的に阻止される。一般的に言って、真性半導体層また
は軽くドープした半導体層が光導電層16の形成に適する
のは、その材料をもっと強くドープした場合より熱荷電
キャリア生成率が低い場合に限ることに注意する必要が
ある。真性半導体合金層は、単位体積あたりの欠陥数が
最小で放電特性が最も良好であることから、最も好適で
あると言える。
The conductivity type of each material that creates the barrier layer 14 and photoconductive layer 16 is selected to provide a blocking contact between them,
Prevent the injection of unwanted charge carriers into the photoconductive layer 16. When the photoreceptor 10 is configured to be electrostatically charged with a positive charge, the bottom barrier layer 14 is formed of a strongly p-doped alloy and the photoconductive layer 16 is an intrinsic semiconductor layer, or n.
It is preferably formed of a doped semiconductor layer or a lightly p-doped semiconductor layer. The combination of these conductivity types results in substantial blocking of the flow of electrons from substrate 12 into photoconductive layer 16. Note that generally speaking, an intrinsic semiconductor layer or a lightly doped semiconductor layer is only suitable for forming the photoconductive layer 16 if it produces a lower rate of thermal charge carriers than if the material is more heavily doped. There is a need. The intrinsic semiconductor alloy layer is the most suitable because it has the smallest number of defects per unit volume and the best discharge characteristics.

光受容体10が負に荷電されるように構成されている場
合、光導電層16内部に正孔が流入しないようにすること
が望まれる。この時は以上で述べた半導体合金の各層の
導電形が反対になるが、この場合もやはり真性材料が有
効であることは明らかである。
When photoreceptor 10 is configured to be negatively charged, it is desirable to prevent holes from entering photoconductive layer 16. At this time, the conductivity types of the layers of the semiconductor alloy described above are opposite, but it is clear that the intrinsic material is still effective in this case as well.

光受容体10の耐え得る最大静電圧力(Vsat)は、障壁層
14の効率の他、光導電層16の厚さによっても決まる。障
壁層の効率を一定とした場合、光導電層16が厚いほど光
受容体10の耐電圧量も大きくなる。このため荷電容量ま
たは荷電受容量は一般に光導電層16の厚さ1ミクロンあ
たりのボルト値で表わす。製造の経済性を高め応力を減
少するために、光導電層16の厚さは全体で25ミクロンま
たはそれ以下とするのが望ましい。また、その上にでき
るだけ高い静電荷を維持しておくことが望ましい。従っ
てミクロンあたりのボルト値の荷電容量において障壁層
の効率を増大することは、とりも直さず光受容体の性能
の向上を意味する。本発明の原理により構成した光受容
体は、1ミクロンあたり50ボルト以上、半導体合金の絶
縁破壊点近くまでの圧力に耐え得ることが分かってい
る。
The maximum electrostatic pressure (Vsat) that the photoreceptor 10 can withstand is the barrier layer.
Besides the efficiency of 14, it depends on the thickness of the photoconductive layer 16. When the efficiency of the barrier layer is constant, the thicker the photoconductive layer 16 is, the larger the withstand voltage of the photoreceptor 10 is. For this reason, the charge capacity or the charge acceptance amount is generally represented by a volt value per micron of the thickness of the photoconductive layer 16. In order to increase manufacturing economy and reduce stress, the photoconductive layer 16 should preferably have a total thickness of 25 microns or less. It is also desirable to maintain as high an electrostatic charge as possible on it. Therefore, increasing the efficiency of the barrier layer at a charge capacity of volts per micron means, in the meantime, an improvement in the performance of the photoreceptor. It has been found that photoreceptors constructed according to the principles of the present invention can withstand pressures above 50 volts per micron up to near the breakdown point of semiconductor alloys.

本発明のエンハンスメント層を形成する強くドープした
半導体合金は、全ての当業者に周知の広範囲の堆積技術
によって作成することができる。これらの技術の例を限
定的な意味ではなく説明的な意味で挙げると、化学蒸着
技術、光補助式化学蒸着技術スパッタリング、蒸着、電
気めっき、プラズマ溶射技術、自由基溶射技術、グロー
放電堆積技術等がある。
The strongly doped semiconductor alloy forming the enhancement layer of the present invention can be made by a wide range of deposition techniques well known to all those skilled in the art. Examples of these techniques are illustrative rather than limiting, and include chemical vapor deposition, light assisted chemical vapor deposition, sputtering, vapor deposition, electroplating, plasma spraying, free radical spraying, glow discharge deposition. Etc.

現時点で本発明のエンハンスメント層の作成に特に有効
なのは、グロー放電堆積技術であることが分かってい
る。グロー放電堆積法では、基板を大気圧以下に維持し
た室の中に配置する。堆積しようとする半導体合金の先
駆物質(およびドーパント)を含む混合処理ガスを室内
に導入して電磁エネルギーで付勢する。電磁エネルギー
が先駆物質の混合ガスを活性化してその物質のイオンお
よび/または基および/またはその他の活性種を形成
し、この活性種が基板上に半導体材料層の堆積を行な
う。使用する電磁エネルギーとしては、無線周波数エネ
ルギーまたはマイクロ波エネルギー等の直流エネルギー
または交流エネルギー等で良い。
At the present time, it has been found that glow discharge deposition techniques are particularly useful for making the enhancement layers of the present invention. In the glow discharge deposition method, the substrate is placed in a chamber maintained below atmospheric pressure. A mixed process gas containing precursors (and dopants) of the semiconductor alloy to be deposited is introduced into the chamber and energized with electromagnetic energy. Electromagnetic energy activates the gas mixture of precursors to form ions and / or groups of materials and / or other active species that cause deposition of a layer of semiconductor material on the substrate. The electromagnetic energy used may be direct current energy such as radio frequency energy or microwave energy or alternating current energy.

マイクロ波エネルギーは高品質の半導体合金の層を高速
にしかも経済的に連続して形成できるため、電子写真用
光受容体の製造に特に有利であることが分かっている。
次に第2図を参照すると、半導体層を複数の円筒形ドラ
ムまたは基部材12の上にマイクロ波付勢して堆積するべ
く構成された装置の断面図が示されている。このような
形式の装置において、第1図の電子写真用光受容体10を
有利に製造することができる。
Microwave energy has been found to be particularly advantageous in the manufacture of electrophotographic photoreceptors, as it allows rapid and economical continuous formation of layers of high quality semiconductor alloys.
Referring now to FIG. 2, there is shown a cross-sectional view of an apparatus configured to microwave bias deposit semiconductor layers onto a plurality of cylindrical drums or substrates 12. In this type of apparatus, the electrophotographic photoreceptor 10 of FIG. 1 can be advantageously manufactured.

装置20は堆積室22を含み、堆積室22は真空ポンプに適宜
接続された室内から反応生成物を除去すると共に室内部
の圧力を適正に維持して堆積を容易にするように構成さ
れている排気口24を備えている。室22はさらに複数の混
合反応ガス導入26,28,30も備えており、これらの導入口
から混合反応ガスが堆積環境内に導入される。
Apparatus 20 includes a deposition chamber 22, which is configured to remove reaction products from a chamber suitably connected to a vacuum pump and to maintain proper pressure within the chamber to facilitate deposition. It has an exhaust port 24. The chamber 22 is also provided with a plurality of mixed reaction gas introductions 26, 28, 30 through which mixed reaction gases are introduced into the deposition environment.

室22の内部に複数の円筒形ドラムまたは基板部材12が支
持されている。ドラム12はそれぞれの縦軸を実質的に平
行にして近接して配置されており、隣接するドラムの外
表面の間に内部室領域32を形成するようにそれぞれ近接
して間隔をあけて配置されている。ドラム12をこのよう
に支持するために、室12は1対の直立壁を含んでいる。
第2図ではこのうちの一方が34として示されている。各
ドラム12は1対のディスク形スペーサ42によってそれぞ
れの主軸38に回転自在に装着されておりスペーサ42の外
寸はドラム12の内寸に対応させて両者を摩擦係合させて
いる。スペーサ42の駆動は不図示のモータと鎖伝導によ
って行ない、被覆処理中円筒状ドラム12を回転させるこ
とによってその外表面全体に材料を均一に堆積するのを
容易にする。
A plurality of cylindrical drums or substrate members 12 are supported inside the chamber 22. The drums 12 are arranged in close proximity with their respective longitudinal axes substantially parallel and are closely spaced to form an interior chamber region 32 between the outer surfaces of adjacent drums. ing. To support the drum 12 in this manner, the chamber 12 includes a pair of upstanding walls.
One of these is shown as 34 in FIG. Each drum 12 is rotatably mounted on each main shaft 38 by a pair of disk-shaped spacers 42, and the outer dimensions of the spacers 42 correspond to the inner dimensions of the drum 12 to frictionally engage them. The spacers 42 are driven by a motor (not shown) and chain conduction to facilitate the uniform deposition of material on the entire outer surface of the cylindrical drum 12 by rotating it during the coating process.

先に述べたように、ドラム12はその外表面と外表面に密
な間隔をあけて配置して内部室32を形成する。第2図か
ら分かるように、堆積プラズマの形成源となる反応ガス
は1対の隣接ドラム12の間に形成される複数の狭い通路
52の少なくとも1つを通って内部室32に導入される。こ
の時、狭い通路52を1つおきに通って内部室32に導入さ
れるのが望ましい。
As mentioned above, the drum 12 is closely spaced on its outer surface to form an inner chamber 32. As can be seen from FIG. 2, the reaction gas, which is the formation source of the deposition plasma, has a plurality of narrow passages formed between the pair of adjacent drums 12.
It is introduced into the inner chamber 32 through at least one of the 52. At this time, it is desirable that the narrow passages 52 are introduced into the inner chamber 32 through every other passage.

第2図から分かるように、隣接するドラム1対毎にガス
シュラウド54が設けられており、各シュラウド毎に導管
56によって導入口26,28,30の1つと接続されている。各
シュラウド54は導入される反応ガスの通る狭い通路に隣
接して反応ガス貯留部58を形成している。シュラウド54
はこの他にも貯留部58の両側からドラム12の円周に沿っ
て伸びる側方延長部60も含んでおり、シュラウド延長部
60とドラム12の外表面の間に狭いチャネル62が形成され
ている。シュラウド54を上述のような形状とすることに
よって、反応ガスの大部分が内部室32に流入し、ドラム
12の横の拡がり全体に均一なガスの流れを維持すること
が可能となっている。
As can be seen from FIG. 2, a gas shroud 54 is provided for each pair of adjacent drums, and a conduit is provided for each shroud.
It is connected by 56 to one of the inlets 26, 28, 30. Each shroud 54 forms a reaction gas storage portion 58 adjacent to a narrow passage through which the reaction gas to be introduced passes. Shroud 54
The shroud extension also includes side extensions 60 that extend from both sides of the reservoir 58 along the circumference of the drum 12.
A narrow channel 62 is formed between 60 and the outer surface of drum 12. By making the shroud 54 as described above, most of the reaction gas flows into the inner chamber 32,
It is possible to maintain a uniform gas flow across the 12 lateral spreads.

図から分かるように、内部室32への反応ガスの導入に使
用されない狭い通路66は、内部室32から反応生成物を除
去するのに使用される。排気口24に連結したポンプを付
勢すると、室22および内部室32の内部から狭い通路66を
介して排気される。このようにして反応生成物を室22か
ら抜き出すと共に、内部室32を堆積に適当な圧力に維持
しておくことができる。
As can be seen, the narrow passages 66 that are not used to introduce reaction gas into the inner chamber 32 are used to remove reaction products from the inner chamber 32. When the pump connected to the exhaust port 24 is energized, it is exhausted from the inside of the chamber 22 and the internal chamber 32 through the narrow passage 66. In this way, the reaction product can be withdrawn from the chamber 22 while maintaining the internal chamber 32 at a pressure suitable for deposition.

混合処理ガスから先駆物質の自由基、および/またはイ
オン、および/またはその他の活性種を生成するのを容
易にするために、装置はさらに導波管アセンブリまたは
アンテナによるマグネトロン等のマイクロ波エネルギー
源を含んでおり、内部室32に対してマイクロ波エネルギ
ーを与えるように配置している。第2図に示したよう
に、装置20はガラスまたは石英等のマイクロ波透過材料
で形成した窓96を備えている。この窓96は内部室32を取
囲んでおり、室22の外側にマグネトロンその他のマイク
ロ波エネルギー源を配置して、それを混合処理ガス環境
から隔離することを可能にしている。
In order to facilitate the generation of precursor free radicals and / or ions and / or other active species from the mixed process gas, the device further comprises a microwave energy source such as a magnetron with a waveguide assembly or antenna. And is arranged to provide microwave energy to the interior chamber 32. As shown in FIG. 2, the device 20 includes a window 96 formed of a microwave transparent material such as glass or quartz. The window 96 surrounds the inner chamber 32 and allows the placement of a magnetron or other source of microwave energy outside the chamber 22 to isolate it from the mixed process gas environment.

堆積処理を行なう間、ドラム12は高温に維持するのが望
ましい。そのため、装置20に不図示の加熱素子を複数個
設けてドラム12を加熱するようにしても良い。非晶質半
導体合金を堆積する場合、一般にはドラムを20〜400℃
に加熱し、望ましくは約225℃とする。
It is desirable to maintain the drum 12 at an elevated temperature during the deposition process. Therefore, the device 20 may be provided with a plurality of heating elements (not shown) to heat the drum 12. When depositing amorphous semiconductor alloys, the drum is generally 20 to 400 ° C.
To about 225 ° C.

実施例 この実施例では、第2図を参照して説明したのと概ね同
様のマイクロ波付勢式グロー放電システムにおいて電子
写真用光受容体を製造した。まず清浄なアルミニウム基
板を堆積装置内に配置した後、室を減圧して水素中に1
0.8%のBF3を混合したもの0.15SCCM(標準立法センチメ
ートル/分)と、水素中に1000ppmのSiH4を混合したも
の75SCCMと、水素45SCCMとを含んで成る混合ガスを導入
した。吸入排出速度を一定に調節して、室内の総圧力を
ほぼ100ミクロンに維持する一方、基板温度をほぼ300℃
に維持した。プラズマ領域に荷電ワイヤを配置すること
によって、+80ボルトのバイアスを設定した。2.45GHz
のマイクロ波エネルギーを堆積領域に導入した。この様
な条件の結果、ホウ素でドープした微晶質シリコン・水
素・フッ素合金材料の底部障壁層が形成された。堆積速
度はほぼ20オングストローム/秒で、ホウ素をドープし
た微晶質障壁層の全厚さがほぼ7500オングストロームに
達するまで堆積を続けた。
Example In this example, an electrophotographic photoreceptor was prepared in a microwave energized glow discharge system generally similar to that described with reference to FIG. First, place a clean aluminum substrate in the deposition equipment, then depressurize the chamber and place it in hydrogen.
A mixed gas containing 0.15 SCCM (standard cubic centimeters / minute) containing 0.8% BF 3 , 75 SCCM containing 1000 ppm SiH 4 in hydrogen, and 45 SCCM hydrogen was introduced. The total pressure inside the chamber is maintained at about 100 microns by adjusting the intake / exhaust rate at a constant level, while the substrate temperature is maintained at about 300 ° C.
Maintained at. A bias of +80 volts was set by placing a charging wire in the plasma region. 2.45GHz
Of microwave energy was introduced into the deposition area. As a result of these conditions, a bottom barrier layer of microcrystalline silicon-hydrogen-fluorine alloy material doped with boron was formed. The deposition rate was approximately 20 Å / sec and deposition was continued until the total thickness of the boron-doped microcrystalline barrier layer reached approximately 7500 Å.

この時点でマイクロ波エネルギーを停止し、室内に流す
混合反応ガスを水素中に0.18%のBF3を混合したもの0.5
SCCMと、SiH4を30SCCMとSiF4を4SCCMと水素40SCCMとか
ら成る混合物に変えた。圧力を50ミクロンに維持し、2.
45GHzのマイクロ波エネルギーを装置内に導入した。こ
の結果、軽くpドープした非晶質シリコン・水素・フッ
素合金材料の層が堆積された。この合金材料(電気写真
媒体の光導電層を形成する)の堆積はほぼ100オングス
トローム/秒の速度で、非晶質シリコン合金をほぼ20ミ
クロン堆積するまで継続した。
At this point, the microwave energy was stopped, and the mixed reaction gas flowing in the room was prepared by mixing 0.18% BF 3 in hydrogen 0.5
The SCCM and SiH 4 were changed to a mixture consisting of 30 SCCM and SiF 4 4 SCCM and 40 SCCM hydrogen. Maintain pressure at 50 microns, 2.
45 GHz microwave energy was introduced into the device. This resulted in the deposition of a layer of lightly p-doped amorphous silicon / hydrogen / fluorine alloy material. Deposition of this alloy material (which forms the photoconductive layer of the electrophotographic medium) was continued at a rate of approximately 100 Å / sec until approximately 20 microns of amorphous silicon alloy was deposited.

本発明の改良エンハンスメント層を作成する非晶質シリ
コン合金の堆積を行なうには、ホスフィンガスから獲得
した燐を充分量加えて、堆積される合金のフェルミ準位
をその伝導帯からほぼ0.75〜0.65eVまで移動させること
が必要である。このようにフェルミ準位を移動させるこ
とと、照明時にこのフェルミ準位が二分しないようにこ
の位置にフェルミ準位を固定することの両方を達成する
ために、フェルミ準位を0.75〜0.65eVの範囲に移動させ
た後、ほぼ等量のホスフィンガスと三フッ化ホウ素ガス
を先駆物質混合ガスの中に導入する。この他の堆積パラ
メータは前項と同じままとする。
To carry out the deposition of an amorphous silicon alloy to form the improved enhancement layer of the present invention, a sufficient amount of phosphorus obtained from the phosphine gas is added to bring the Fermi level of the deposited alloy to approximately 0.75-0.65 from its conduction band. It is necessary to move to eV. In order to achieve both the movement of the Fermi level in this way and the fixing of the Fermi level at this position so that the Fermi level does not bisect during illumination, the Fermi level of 0.75 to 0.65 eV After moving to the range, approximately equal amounts of phosphine gas and boron trifluoride gas are introduced into the precursor mixture gas. The other deposition parameters remain the same as in the previous section.

改良エンハンスメント層の上に非晶質シリコン・炭素・
水素・フッ素合金の表面保護層を堆積する。2SCCMのSiH
4と、30SCCMのCH4と2SCCMのSiF4とを含んで成る混合ガ
スを堆積装置内に導入して表面保護層を堆積する。次に
マイクロ波エネルギー源を付勢すると、非晶質シリコン
・水素・フッ素・炭素の層がほぼ40オングストローム/
秒の速度で堆積された。ほぼ5000オングストロームの保
護層を堆積するまで堆積を継続し、その厚さに達した時
点でマイクロ波エネルギーを停止して、基板を、100℃
まで冷却し、装置の圧力を大気圧まで上昇させた。こう
して作成した電子写真用光受容体を取出して試験した。
以上の方法を変更できることは明らかであり、ほぼ等モ
ル量の反対のドーパントに変えるだけで負に荷電するよ
うに構成された光受容体を製造することもできる。つま
り、最下部の障壁層を燐ドープ層、光導電層を真性また
は軽く燐ドープした層、エンハンスメント層のフェルミ
準位を価電子帯の0.65〜0.75eVの範囲に位置決め固定し
たものとなる。
Amorphous silicon / carbon / on top of the improved enhancement layer
Deposit a surface protective layer of hydrogen / fluorine alloy. 2SCCM SiH
A mixed gas containing 4 and 30 SCCM of CH 4 and 2 SCCM of SiF 4 is introduced into the deposition apparatus to deposit the surface protective layer. Next, when the microwave energy source is activated, the amorphous silicon / hydrogen / fluorine / carbon layer is almost 40 angstroms /
It was deposited at a rate of seconds. Deposition is continued until a protective layer of approximately 5000 angstroms is deposited, and when that thickness is reached, microwave energy is stopped and the substrate is placed at 100 ° C
The system pressure was raised to atmospheric pressure. The electrophotographic photoreceptor thus prepared was taken out and tested.
Obviously, the above methods can be modified, and it is also possible to produce a photoreceptor configured to be negatively charged by simply changing to approximately equimolar amounts of opposite dopants. That is, the bottom barrier layer is a phosphorus-doped layer, the photoconductive layer is an intrinsic or lightly phosphorus-doped layer, and the Fermi level of the enhancement layer is positioned and fixed within the range of 0.65 to 0.75 eV of the valence band.

本発明の範囲の中で、以上に記載の構成に対して多くの
変更、改変を行なえると理解されるべきである。上に挙
げた例は非晶質シリコン合金で形成した電子写真用光受
容体を対象としたものであるが、本発明はもちろんそれ
に限定されるものではなく、カルコゲン化光導電性材料
や有機光導電性材料など多様な光導電性材料を含む各種
光受容体の製造と関連して利用することができる。ここ
で述べた障壁層は本発明の精神において広範囲の微晶質
半導体合金から選択して作成することができる。
It should be understood that many changes and modifications can be made to the configurations described above within the scope of the present invention. Although the examples given above are intended for electrophotographic photoreceptors formed of amorphous silicon alloys, the present invention is not of course limited thereto, and includes chalcogenized photoconductive materials and organic photoconductors. It can be utilized in connection with the manufacture of various photoreceptors containing a variety of photoconductive materials such as conductive materials. The barrier layers described herein can be made from a wide range of microcrystalline semiconductor alloys in the spirit of the invention.

以上の図面、記載、説明、例は全て本発明の説明をする
ためのものであり、本発明の実施にあたっての限定を意
図したものではない。
The drawings, the description, the description and the examples described above are all for explaining the present invention and are not intended to limit the implementation of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の改良エンハンスメント層を含む電子写
真用光受容体の部分断面図、第2図は第1図に示したよ
うな電子写真用光受容体を製造するべく構成されたマイ
クロ波グロー放電堆積装置の略断面図である。 10……光受容体、12……基板、14……底部障壁層、16…
…光導電層、18……エンハンスメント層、19……表面保
護層、20……光受容体製造装置、22……堆積室。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an electrophotographic photoreceptor including the improved enhancement layer of the present invention, and FIG. 2 is a microwave configured to produce the electrophotographic photoreceptor as shown in FIG. It is a schematic sectional drawing of a glow discharge deposition apparatus. 10 ... Photoreceptor, 12 ... Substrate, 14 ... Bottom barrier layer, 16 ...
… Photoconductive layer, 18… Enhancement layer, 19… Surface protection layer, 20… Photoreceptor manufacturing device, 22… Deposition chamber.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ステイーヴン・ジエイ・ハドジエンス アメリカ合衆国、ミシガン・48075、サウ スフイールド、アリグザーンドリア・タウ ン・2 (56)参考文献 特開 昭60−83957(JP,A) 特開 昭60−112048(JP,A) 特開 昭60−59367(JP,A) 特開 昭57−115552(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Stephen Jay Hadgens United States, Michigan 48075, Southfield, Aligzan Doria Tone 2 (56) References JP 60-83957 (JP, A) JP-A-60-112048 (JP, A) JP-A-60-59367 (JP, A) JP-A-57-115552 (JP, A)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】導電性基板の上に底部障壁層と光導電層と
表面保護層とを有する媒体に第1導電型の電荷を付与す
る電子写真装置用の媒体において、 前記光導電層と前記表面保護層との間に、シリコンを含
む非晶質材料からなる半導体層を設け、該半導体層のフ
ェルミ準位を移動させうるドーパントと該半導体層が前
記第1導電型とは反対の導電型にドープされていること
を特徴とする電子写真装置用の媒体。
1. A medium for an electrophotographic apparatus for imparting a first conductivity type charge to a medium having a bottom barrier layer, a photoconductive layer and a surface protective layer on a conductive substrate, wherein the photoconductive layer and the photoconductive layer are provided. A semiconductor layer made of an amorphous material containing silicon is provided between the surface protection layer and a dopant capable of moving the Fermi level of the semiconductor layer, and the semiconductor layer has a conductivity type opposite to the first conductivity type. A medium for an electrophotographic apparatus, characterized in that the medium is doped.
【請求項2】前記電子写真装置は正の電荷を付与する装
置であり、前記ドーパントとしての燐により前記半導体
層のフェルミ準位が伝導帯から0.5ないし0.8eVの範囲内
にある特許請求の範囲第1項に記載の電子写真装置用の
媒体。
2. The electrophotographic device is a device for imparting a positive charge, and the Fermi level of the semiconductor layer is within the range of 0.5 to 0.8 eV from the conduction band due to phosphorus as the dopant. The medium for the electrophotographic apparatus according to Item 1.
【請求項3】前記電子写真装置は正の電荷を付与する装
置であり、前記ドーパントとしての燐により前記半導体
層のフェルミ準位が伝導帯から0.65ないし0.75eVの範囲
内にある特許請求の範囲第1項に記載の電子写真装置用
の媒体。
3. The electrophotographic device is a device for imparting a positive charge, and the Fermi level of the semiconductor layer is within the range of 0.65 to 0.75 eV from the conduction band due to phosphorus as the dopant. The medium for the electrophotographic apparatus according to Item 1.
【請求項4】前記電子写真装置は負の電荷を付与する装
置であり、前記ドーパントとしてのホウ素により前記半
導体層のフェルミ準位が価電子帯から0.5ないし0.8eV範
囲内にある特許請求の範囲第1項に記載の電子写真装置
用の媒体。
4. The electrophotographic device is a device for imparting a negative charge, and the Fermi level of the semiconductor layer is within a range of 0.5 to 0.8 eV from a valence band due to boron as the dopant. The medium for the electrophotographic apparatus according to Item 1.
【請求項5】前記電子写真装置は負の電荷を付与する装
置であり、前記ドーパントとしてのホウ素により前記半
導体層のフェルミ準位が価電子帯から0.65ないし0.75eV
の範囲内にある特許請求の範囲第1項に記載の電子写真
装置用の媒体。
5. The electrophotographic device is a device for imparting a negative charge, and the Fermi level of the semiconductor layer is 0.65 to 0.75 eV from the valence band due to boron as the dopant.
A medium for an electrophotographic apparatus according to claim 1, which is within the scope of.
【請求項6】導電性基板の上に底部障壁層と光導電層と
表面保護層とを有する媒体に第1導電型の電荷を付与す
る電子写真装置において、 前記媒体は、前記光導電層と前記表面保護層との間にシ
リコンを含む非晶質材料からなる半導体層が設けられ、
該半導体層のフェルミ準位を移動させうるドーパントで
該半導体層が前記第1導電型とは反対の導電型にドープ
されている媒体であることを特徴とする電子写真装置。
6. An electrophotographic apparatus for imparting a first conductivity type charge to a medium having a bottom barrier layer, a photoconductive layer and a surface protective layer on a conductive substrate, wherein the medium is the photoconductive layer. A semiconductor layer made of an amorphous material containing silicon is provided between the surface protection layer and
An electrophotographic apparatus, wherein the semiconductor layer is a medium in which the semiconductor layer is doped with a conductivity type opposite to the first conductivity type with a dopant capable of moving the Fermi level of the semiconductor layer.
JP61199887A 1985-08-26 1986-08-26 Electrophotographic device and its medium Expired - Lifetime JPH0797228B2 (en)

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Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4471042A (en) * 1978-05-04 1984-09-11 Canon Kabushiki Kaisha Image-forming member for electrophotography comprising hydrogenated amorphous matrix of silicon and/or germanium
JPS5711351A (en) * 1980-06-25 1982-01-21 Shunpei Yamazaki Electrostatic copying machine
JPS5888753A (en) * 1981-11-24 1983-05-26 Oki Electric Ind Co Ltd Electrophotographic photoreceptor
JPS6059367A (en) * 1983-08-19 1985-04-05 ゼロツクス コーポレーシヨン Xerographic device containing adjusted amorphous silicon
JPS6045258A (en) * 1983-08-23 1985-03-11 Sharp Corp Electrophotographic sensitive body
JPS6083957A (en) * 1983-10-13 1985-05-13 Sharp Corp Electrophotographic sensitive body
US4544617A (en) * 1983-11-02 1985-10-01 Xerox Corporation Electrophotographic devices containing overcoated amorphous silicon compositions
JPS60153051A (en) * 1984-01-20 1985-08-12 Toshiba Corp Photoconductive member
DE151754T1 (en) * 1984-02-14 1986-01-16 Energy Conversion Devices, Inc., Troy, Mich. METHOD FOR PRODUCING A PHOTO-CONDUCTIVE ELEMENT AND PHOTO-CONDUCTIVE ELEMENTS MANUFACTURED IN THIS WAY.

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CA1271076A (en) 1990-07-03
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DE3688723T2 (en) 1993-10-28
DE3688723D1 (en) 1993-08-26
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